ATLAS deneyi

ATLAS deneyi (A Toroidal LHC ApparatuS), Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) 10 Eylül 2008'de deneyine başlanmış olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısında kurulan altı deneyden biridir. Diğerleri CMS deneyi, LHCb deneyi, LHCf deneyi, ALICE deneyi ve TOTEM deneyidir. ATLAS ve CMS genel amaçlı, LHCb b-fiziği üzerine, LHCf deneyi astroparçacıklar (kozmik ışın) fiziği, Alice ağır iyon fiziği ve Totem ise toplam tesir kesiti ölçümü üzerinedir.

Deneyin göbeğinde proton demetleri çarpıştıkları zaman, farklı enerjilerde birçok temel parçacığın ortaya çıkması beklenmektedir. ATLAS deneyi şimdiye dek gözlenmiş veya gözlenmemiş birçok parçacığı izlerini, enerjilerini, momentumlarını ölçecek şekilde genel amaçlı olarak tasarlanmıştır. LHC'nin çarpışma enerjisi olan 14 TeV ve ışınlığı olan 1034 p/cm²/s daha önceki deneylerde ulaşılmamış özelliklerdir. Bu zor şartlar, ATLAS deneyini şimdiye dek yapılmış bütün parçacık fiziği deneyleri arasında en büyüğü ve en karmaşığı olmaya itmiştir.

Deneylere büyük medya ve bilim dünyasının ilgisi dünyanın sonu kehanetleri arasında başlandı (2008). Lakin gerçekleşen aksilikler ve kazalar sonucu 2009 yılının neredeyse tamamı deney aletinin tamiratlarıyla geçti. ATLAS deneyi, 2012 yılı temmuz ayında CMS ile birlikte Higgs Bozonunun gözlemlendiği iki LHC deneyinden biri olarak tarihe geçti. Süpersimetrik parçacıklara dair anlamlı bilgilerin toplanması için bir süre daha bekleneceği tahmin edilmektedir.

Fizik uygulaması
ATLAS deneyi Standart Modeli deneysel olarak tamamlamak için gereken Higgs bozonunu keşfetmek dışında, top kuark ile ilgili detaylı araştırmalar yapmayı da amaçlar. Bunun dışında yeni fizik modelleri (Süpersimetri, BBT, Ek Boyutlar), mikro kara delikler(bu sayede büyük devasa kara deliklerin yapısını anlatabilme adına), evrendeki madde-karşımadde oransızlığı da araştırılacak konular arasındadır ([aynı zamanda karşıt madde oluşturmak için de deneyler sürdürülmekte ve kimi söylentilere göre üretilmiştir]).

Deney aleti
ATLAS deney ölçüm aleti, iz ölçen iç detektör, enerji ölçen kalorimetre ve müon odalarından başka süperiletken mıknatıs sistemi ve veri tetikleme, toplama ve kayıt sistemlerinden oluşur.

44 m boyunda, çapı 22 m olan bir silindir şeklindedir. Ağırlığı 7.000 ton olan bu cihaz, yerin 100m altında dünyadaki en büyük insan yapısı mağarada çalışacaktır.

İç detektör
Proton demet borusundan radyal yönde 1,5 cm den başlayarak 1,2 m'ye dek uzaklaşan 3 ayrı kısımdan oluşur. Görevi yüklü parçacıkların bıraktıkları izleri kaydederek momentum bilgisine ulaşmayı sağlamaktır. Bunu solenoid manyetik alan yardımı ile yapar. En içte Pixel, ortada SCT ve dışta TRT vardır.

Geçiş ışınımı iz sürücüsü (Transition radiation tracker, TRT), İç algılayıcının (Inner Detector) en dış kısmında bulunan bileşenidir. TRT straw iz sürücüsü ve geçiş ışınımı radyasyonu algıcı olmak üzere iki bileşenden oluşur.

Kalorimetre
Buraya kadar ulaşabilen parçacıkların enerjisi ölçen kısımdır. En dışta bulunan müon detektörlerine çoğunlukla sadece müonlar ulaşabilir. Bu kısmın görevi, müonların manyetik alandaki yollarını izleyip, momentumlarını ölçmektir. Yüklü parçacıkların yollarını momentumları ile ters orantılı bir eğri haline getirmeyi amaçlayan süperiletken 3 ayrı elektro-mıknatıs sistemi vardır.

Sarmal
Proton çarpışmalarında ortaya çıkan en ilginç olayları hızla bulmayı ve bu olaylara ait bütün verileri bir merkezde toplamayı amaçlayan sistemdir.

Birinci Seviye
Donanım temelli tetikleyicidir. Her saniye meydana gelecek yaklaşık 1 milyar proton proton etkileşiminden ilginç olan 75-100 bin olayı ikinci seviyeye aktarır. Tetiklemenin gerçekleştiği her olay için detektörlerin faaliyete geçmiş olan kısımlarını belirler.

İkinci Seviye
Yazılım temelli tetikleyicidir. Birinci seviyenin belirlemiş olduğu kısımlarda çalışarak, daha hassas seçimler yapar ve üçüncü seviyeye saniyede yaklaşık 1000 kadar olayı aktarır.

Üçüncü Seviye
Olay filtresi olarak da adlandırılan yazılım temelli tetikleyicidir. Her saniye, ikinci seviyeden gelen olaylardan 200 kadarını kaydeder.

Notlar

Kaynakça
Galeri
Dış bağlantılar
ATLAS deneyi genel sayfası
ATLAS deneyi ve Türk fizikçilerin katkıları